ES2206200T3 - Masas de moldeo ignifugas. - Google Patents
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Abstract
Masas de moldeo termoplásticas que contienen A) un 10 a un 98, 9 % en peso de un polímero termoplástico, B) un 1 a un 30 % en peso de una combinación de agentes ignífugos a partir de, referido a un 100 % en peso de B), b1) un 20 a un 99 % en peso de un agente ignífugo halogenado, b2) un 1 a un 80 % en peso de un óxido de antimonio, C) un 0, 1 a un 5 % en peso de un estabilizador constituido por un compuesto de cinc que contiene oxígeno, o nitrógeno o azufre, o sus mezclas, D) un 0 a un 70 % en peso de otros aditivos. proporcionando la suma de porcentajes en peso de componentes A) a D) un 100 %.
Description
Masas de moldeo ignífugas.
La invención se refiere a masas de moldeo
termoplásticas que contienen
A) un 10 a un 98,9% en peso de un polímero
termoplástico,
B) un 1 a un 30% en peso de una combinación de
agentes ignífugos a partir de, referido a un 100% en peso de
B),
- b_{1}) un 20 a un 99% en peso de un agente ignífugo halogenado,
- b_{2}) un 1 a un 80% en peso de un óxido de antimonio,
C) un 0,1 a un 5% en peso de un estabilizador,
diferente al componente b_{2} o D)
D) un 0 a un 70% en peso de otros aditivos.
proporcionando la suma de porcentajes en peso de
componentes A) a D) un
100%.
La invención se refiere además al empleo de las
masas de moldeo según la invención para la obtención de fibras,
láminas y cuerpos moldeados, así como a los cuerpos moldeados de
todo tipo obtenibles en este caso.
Por la EP-A 410 301 y la
EP-A 736 571 se conocen, a modo de ejemplo,
poliamidas y poliésteres halogenados ignífugos, en los que se
emplean casi siempre óxidos de antimonio como sinergista.
En el caso de aplicaciones, en especial en la
industria electrónica, se requieren protección contra llamas y
temperaturas de uso duradero elevadas. En especial policondensados,
como poliamidas y poliésteres, muestran coloraciones marrones y un
descenso del peso molecular indeseable en el caso de almacenaje
térmico. Las coloraciones se pueden compensar parcialmente mediante
estabilizadores de oxidación, pero el descenso de peso molecular
no.
Las sales metálicas son conocidas, a modo de
ejemplo, como estabilizadores para fósforo rojo, como agente
ignífugo (véase la DE-A 27 54 491). Estos actúan
contra la disociación hidrolítica de fósforo rojo, en especial en
polímeros que pueden absorber agua.
Por lo tanto, era tarea de la presente invención
poner a disposición masas de moldeo ignífugas halogenadas, que
fueran más estables contra el descenso de peso molecular en el caso
de elaboración, y que fueran más estables a temperaturas de empleo
duradero elevadas.
Por consiguiente, se encontraron las masas de
moldeo definidas al inicio. Se pueden extraer formas de realización
preferentes de las subreivindicaciones.
Como componente A), las masas de moldeo según la
invención contienen un 10 a un 98,9, preferentemente un 20 a un 97,
y en especial un 30 a un 80% en peso de un polímero termoplástico,
que es diferente de B) y D).
En principio se muestra el efecto ventajoso en
las masas de moldeo según la invención en termoplásticos de
cualquier tipo. Se encuentra una enumeración de termoplásticos
apropiados, a modo de ejemplo, en
Kunststoff-Taschenbuch (ed. Saechtling) edición
1989, donde se citan también fuentes de referencia. Los
procedimientos para la obtención de tales materiales sintéticos
termoplásticos son conocidos en sí por el especialista.
A continuación explíquense algo más
detalladamente a unos tipos preferentes de material sintético.
Generalmente se pueden emplear poliésteres a base
de ácidos dicarboxílicos aromáticos y un dihidroxicompuesto
alifático o aromático.
Un primer grupo de poliésteres preferentes son
tereftalatos de polialquileno con 2 a 10 átomos de carbono en la
parte alcohol.
Tales tereftalatos de polialquileno son conocidos
en sí, y se describen en la literatura. Estos contienen un arillo
aromático en la cadena principal, que procede del ácido
dicarboxílico aromático. El anillo aromático puede también estar
substituido, por ejemplo por halógeno, como cloro y bromo, o por
grupos alquilo con 1 a 4 átomos de carbono, como grupos metilo,
etilo, i-, o bien n-propilo y n-, i-, o bien
t-butilo.
Estos tereftalatos de polialquileno se pueden
obtener mediante reacción de ácidos dicarboxílicos aromáticos, sus
ésteres, u otros derivados esterificantes, con dihidroxicompuestos
alifáticos, de modo conocido en sí.
Como ácidos dicarboxílicos preferentes se deben
citar ácido 2, 6-naftalindicarboxílico, ácido
tereftálico y ácido isoftálico, o sus mezclas. Hasta un 30% en
moles, preferentemente no más de un 10% en moles de ácidos
dicarboxílicos aromáticos puede estar substituido por ácidos
dicarboxílicos alifáticos o cicloalifáticos, como ácido adípico,
ácido acelaico, ácido sebácico, ácidos dodecanoicos y ácidos
ciclohexanodicarboxílicos.
De los hidroxicompuestos alifáticos son
preferentes dioles con 2 a 6 átomos de carbono, en especial
1,2-etanodiol, 1,3-propanodiol,
1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol,
1,4-hexanodiol, 1,4-ciclohexanodiol,
1,4-ciclohexanodimetilanol y neopentilglicol, o sus
mezclas.
Como poliésteres (A) especialmente preferentes se
deben citar tereftalatos de polialquileno, que se derivan de
alcanodioles con 2 a 6 átomos de carbono. De estos son preferentes
en especial tereftalato de polietileno, tereftalato de
polipropileno y tereftalato de polibutileno, o sus mezclas. Además
son preferentes PET y/o PBT, que contienen hasta un 1% en peso,
preferentemente hasta un 0,75% en peso de
1,6-hexanodiol y/o
2-metil-1,5-pentanodiol
como unidades de monómero adicionales.
El índice de viscosidad de los poliésteres (A) se
sitúa generalmente en el intervalo de 50 a 220, preferentemente de
80 a 160 (medido en una disolución a l 0,5% en peso en una mezcla
de fenol/o-diclorobenceno (proporción ponderal 1:1 a
25ºC) según ISO 1628.
En especial son preferentes poliésteres cuyo
contenido en grupos carboxilo terminales asciende hasta 100
mval/kg, preferentemente hasta 50 mval/kg, y en especial hasta 40
mva/kg. Se pueden obtener tales poliésteres, a modo de ejemplo,
según el procedimiento de la DE-A 44 01 055. El
contenido en grupos carboxilo terminales se determina habitualmente
mediante procedimientos de titración (por ejemplo
potenciometría).
Las masas de moldeo especialmente preferentes
contienen como componente A) una mezcla de poliésteres, que son
diferentes a PBT, como por ejemplo tereftalato de polietileno
(PET). La fracción, por ejemplo, de tereftalato de polietileno
asciende preferentemente hasta un 50, en especial un 10 a un 30% en
peso, referido a un 100% en peso de A), en la mezcla.
Además es ventajoso emplear reciclados de PET
(también llamados scrap-PET) en mezcla con
tereftalatos de polialquileno, como PBT.
En general se entiende por reciclados:
- 1)
- el denominado reciclado post-industrial: en este caso se trata de residuos de producción en la policondensación o en la elaboración, por ejemplo inyecciones en la elaboración por moldeo por inyección, productos iniciales en la elaboración por moldeo por inyección o extrusión, o cortes marginales de placas o láminas extrusionadas.
- 2)
- Reciclado post-consumo: en este caso se trata de artículos de material sintético que se recogen y elaboran tras la utilización por el consumidor final. Los artículos bastantes dominantes cuantitativamente son botellas de PET moldeadas por soplado para agua mineral, bebidas suaves y zumos.
Ambos tipo de reciclado pueden presentarse como
material molturado, o en forma de granulado. En el último caso se
funden y granula los reciclados crudos tras la separación y
purificación en una extrusora. De este modo se facilita casi
siempre el manejo, la susceptibilidad de esparcido y la aptitud para
dosificación para pasos de elaboración adicionales.
Se pueden emplear reciclados tanto granulados,
como también presentes en forma de material molturado, debiendo
ascender la longitud de cantos máxima a 6 mm, preferentemente a
menos de 5 mm.
Debido a la disociación hidrolítica de
poliésteres en la elaboración (a través de trazas de humedad) se
recomienda secar previamente el reciclado. El contenido en humedad
restante tras el secado asciende preferentemente a un 0,01 a un
0,7, en especial un 0,2 a un 0,6%.
Como grupo adicional se deben citar poliésteres
completamente aromáticos, que se derivan de ácidos dicarboxílicos
aromáticos y dihidroxicompuestos aromáticos.
Como ácidos dicarboxílicos aromáticos son
apropiados los compuestos ya descritos en el caso de tereftalatos
de polialquileno. Preferentemente se emplean mezclas constituidas
por un 5 a un 100% en moles de ácido isoftálico y un 0 a un 95% en
moles de ácido tereftálico, en especial mezclas de aproximadamente
un 80% de ácido tereftálico con un 20% de ácido isoftálico, hasta
mezclas aproximadamente equivalentes de estos dos ácidos.
Los dihidroxicompuestos aromáticos tienen
preferentemente la fórmula general
en la que Z representa un grupo alquileno o
cicloalquileno con hasta 8 átomos de carbono, un grupo arileno con
hasta 12 átomos de carbono, un grupo carbonilo, un grupo sulfonilo,
un átomo de oxígeno o azufre, o un enlace químico, y en la que m
tiene el valor 0 a 2. Los compuestos I pueden portar en los grupos
fenileno también grupos alquilo con 1 a 6 átomos de carbono o
alcoxi, y flúor, cloro o bromo como
substituyentes.
Como cuerpos principales de estos compuestos
cítense, a modo de ejemplo,
dihidroxidifenilo,
di-(hidroxifenil)alcano,
di-(hidroxifenil)cicloalcano,
di-(hidroxifenil)sulfuro,
di-(hidroxifenil)éter,
di-(hidroxifenil)cetona,
di-(hidroxifenil)sulfóxido,
\alpha,\alpha'-di-(hidroxifenil)-dialquilbenceno,
di-(hidroxifenil)sulfona,
di-(hidroxibenzoil)benceno,
resorcina e
hidroquinona, así como sus derivados alquilados
en el núcleo o halogenados en el núcleo.
De estos son preferentes
4,4'-dihidroxidifenilo,
2,4-di-(4'-hidroxifenil)-2-metilbutano,
\alpha,\alpha'-di-(4-hidroxifenil)-p-diisopropilbenceno,
2,2-di-(3'-metil-4'-hidroxifenil)
propano, y
2,2-di-(3'-cloro-4'-hidroxifenil)
propano,
así como, en especial,
2,2-di-(4'-hidroxifenil)
propano,
2,2-di
(3',5-diclorodihidroxifenil) propano,
1,1-di-(4'-hidroxifenil)
ciclohexano,
3,4'-dihidroxibenzofenona,
4,4'-dihidroxidifenilsulfona
y
2,2-di
(3',5'-dimetil-4'-hidroxifenil)
propano,
o sus mezclas.
Naturalmente, también se puede emplear mezclas de
tereftalatos de polialquileno y poliésteres completamente
aromáticos. Estos contienen en general un 20 a un 98% en peso de
tereftalato de polialquileno, y un 2 a un 80% en peso de poliéster
completamente aromático.
También se debe entender por poliésteres en el
sentido de la presente invención policarbonatos que son obtenibles
mediante polimerización de dihidroxicompuestos aromáticos, en
especial bis-(4-hidroxifenil)
2,2-propano (bisfenol A) o sus derivados, por
ejemplo con fosgeno. Los correspondientes productos son conocidos
en sí, y se describen en la literatura, y también son adquiribles
en el comercio en su mayor parte. La cantidad de policarbonatos
asciende hasta un 90% en peso, preferentemente hasta un 50% en peso,
en especial un 10 hasta un 30% en peso, referido a un 100% en peso
de componente (A).
Naturalmente, también se pueden emplear
copolímeros en bloques de poliéster, como copolieterésteres. Tales
productos son conocidos en sí, y se describen en la literatura, por
ejemplo en la US-A 3 651 014. También en el
comercio son adquiribles productos correspondientes, por ejemplo
Hytrel® (DuPont).
El peso molecular de estos polímeros conocidos en
sí, y adquiribles en el comercio, se sitúa en general en el
intervalo de 1500 a 2000000, preferentemente en el intervalo de
70000 a 1000000.
Cítense aquí, solo de manera representativa,
polímeros aromáticos vinílicos constituidos por estireno,
cloroestireno, \alpha-metilestireno y
p-metilestireno; en fracciones subordinadas
(preferentemente no más de un 20, en especial no más de un 8% en
peso) también pueden participar en la estructura comonómeros como
(met)acrilonitrilo o (met)acrilato. Los polímeros
aromáticos vinílicos especialmente preferentes son poliestireno y
poliestireno modificado a resistencia elevada al impacto. Se
entiende que también se pueden emplear mezclas de estos polímeros.
La obtención se efectúa preferentemente según el procedimiento
descrito en la EP-A-302 485.
Los polímeros ASA preferentes están constituidos
por una fase blanda o de caucho a partir de un copolímero de
injerto constituido por:
A_{1} un 50 a un 90% en peso de una base de
injerto a base de
- A_{11} un 95 a un 99,9% en peso de un acrilato de alquilo con 2 a 10 átomos de carbono, y
- A_{12} un 0,1 a un 5% en peso de un monómero difuncional con dos dobles enlaces olefínicos, no conjugados, y
A_{2} un 10 a un 50% en peso de una capa de
injerto a partir de
- A_{21} un 20 a un 50% en peso de estireno o estirenos substituidos de la fórmula general I, o sus mezclas, y
- A_{22} un 10 a un 80% en peso de acrilonitrilo, metacrilonitrilo, acrilatos o metacrilatos, o sus mezclas,
en mezcla con una matriz dura a base de un
copolímero SAN A_{3}), constituido
por:
- A_{31} un 50 a un 90, preferentemente un 55 a un 90, y en especial un 65 a un 85% en peso de estireno y/o estirenos substituidos de la fórmula general I, y
- A_{32} un 10 a un 50, preferentemente un 10 a un 45, y en especial un 15 a un 35% en peso de acrilonitrilo y/o metacrilonitrilo.
En el caso del componente A_{1}) se trata de un
elastómero, que presenta una temperatura de transición vítrea por
debajo de -20, en especial por debajo de -30ºC.
Para la obtención de los elastómeros se emplean
como monómero principal A_{11}) ésteres de ácido acrílico con 2 a
10 átomos de carbono, en especial 4 a 8 átomos de carbono. En este
caso cítense como monómeros especialmente preferentes acrilato de
terc-, iso- y n-butilo, así como acrilato de
2-etilhexilo, de los cuales son especialmente
preferentes los dos citados en último lugar.
Además de estos ésteres de ácido acrílico se
emplea un 0,1 a un 5, en especial un 1 a un 4% en peso, referido al
peso total de A_{11}+A_{12}de un monómero polifuncional con al
menos dos dobles enlaces olefínicos, no conjugados. De estos se
emplean preferentemente compuestos difuncionales, es decir, con dos
dobles enlaces no conjugados. En este caso cítense, a modo de
ejemplo, divinilbenceno, fumarato de dialilo, ftalato de dialilo,
cianurato de trialilo, isocianurato de trialilo, acrilato de
triciclodecenilo y acrilato de dihidrodiciclopentadienilo, de los
cuales son especialmente preferentes los dos citados en último
lugar.
Los procedimientos para la obtención de base
injerto A_{1} son conocidos en sí, y se describen, por ejemplo,
en la DE-B 1 260 135. Los correspondientes
productos son también adquiribles en el comercio.
En algunos casos se ha mostrado especialmente
ventajosa la obtención mediante polimerización en emulsión.
Las condiciones de polimerización exactas, en
especial tipo, dosificación y cantidad de emulsionante, se
seleccionan preferentemente de modo que el látex de acrilato, que
está reticulado al menos parcialmente, presente un tamaño medio de
partícula (media ponderal d_{50}) en el intervalo de
aproximadamente 200 a 700 nm, en especial de 250 a 600 nm. El látex
tiene preferentemente una distribución estrecha de tamaños de
partícula, es decir, el cociente Q
Q =
\frac{d_{90}-d_{10}}{d_{50}}
es preferentemente menor que 0,5, en especial
menor que
0,35.
La fracción de base de injerto A_{1} se pone en
el polímero de injerto A_{1}+A_{2} asciende a un 50 hasta un
90, preferentemente un 55 a un 85 y en especial un 60 a un 80% en
peso, referido al peso total de A_{1}+A_{2}.
Sobre la base de injerto A_{1} está injertada
una moltura de injerto A_{2}, que es obtenible mediante
copolimerización de
A_{21} un 20 a un 90, preferentemente un 30 a
un 90, y en especial un 30 a un 80% en peso de estireno, o estireno
substituidos de la fórmula general
representando R restos alquilo con 1 a 8 átomos
de carbono, átomos de hidrógeno o átomos de halógeno, y R^{1}
restos alquilo con 1 a 8 átomos de carbono o átomos de halógeno, y
teniendo n el valor 0, 1, 2 ó 3,
y
A_{22} un 10 a un 80, preferentemente un 10 a
un 70, y en especial un 20 a un 70% en peso de acrilonitrilo,
metacrilonitrilo, acrilatos o metacrilatos, o sus mezclas.
Son ejemplos de estireno substituidos
\alpha-metilestireno,
p-metilestireno, p-cloroestireno y
p-cloro-\alpha-metilestireno,
de los cuales son preferentes estireno y
\alpha-metilestireno.
Los acrilatos, o bien metacrilatos preferentes
son aquellos cuyos homopolímeros, o bien copolímeros con los otros
monómeros del componente A_{22}) presentan temperaturas de
transición vítrea de más de 20ºC; no obstante, en principio también
se pueden emplear otros acrilatos, preferentemente en tales
cantidades, que resulta en suma, para el componente A_{2}, una
temperatura de transición vítrea T_{q} por encima de 20ºC.
Son especialmente preferentes ésteres de ácido
acrílico o metacrílico con alcoholes con 1 a 8 átomos de carbono y
ésteres que contienen grupos epoxi, como acrilato de glicidilo, o
bien metacrilato de glicidilo. Cítense como ejemplos muy
especialmente preferentes metacrilato de metilo, metacrilato de
t-butilo, metacrilato de glicidilo y acrilato de
n-butilo, no empleándose el último preferentemente
en fracción demasiado elevada, debido a su propiedad de formar
polímeros con T_{q} muy reducida.
La envoltura de injerto A_{2}) se puede obtener
en uno o en varios pasos de procedimiento, por ejemplo dos o tres,
la composición bruta queda intacta por ello.
Preferentemente se obtiene la envoltura de
injerto en emulsión, como se describe, por ejemplo, en la
DE-PS 12 60 135, la DE-OS 32 27 555,
la DE-OS 31 49 357 y la DE-OS 34 14
118.
Según las condiciones seleccionadas, en la
polimerización mixta por injerto se produce una determinada
fracción de copolímeros libres de estireno, o bien derivados de
estireno substituidos, y (met)acrilonitrilo, o bien
(met)acrilatos.
El polímero mixto de injerto A_{1}+A_{2}
presenta en general un tamaño medio de partícula de 100 a 1.000 nm,
en especial de 200 a 700 nm, (valor de media ponderal d_{50}).
Las condiciones en la obtención del elastómero D_{1}) y en el
injerto, por consiguiente, se seleccionan preferentemente de modo
que resultan tamaños de partícula en este intervalo. Las medidas a
tal efecto son conocidas, y se describen, por ejemplo, en la
DE-PS 1 260 135 y la DE-OS 28 26
925, así como en Journal of Applied Polymer Science, Vol. 9 (1965),
páginas 2929 a 2938. El aumento de partícula de látex del elastómero
se puede efectuar, por ejemplo, por medio de aglomeración.
En el ámbito de esta invención también pertenecen
al polímero de injerto (A_{1}+A_{2}) los homo- y copolímero
libres, no injertados, producidos en la polimerización mixta por
injerto para la obtención del componente A_{2}).
A continuación indíquense algunos polímeros de
injerto preferentes:
1: 60% en peso de base de injerto A_{1} a
partir de
- A_{11} un 98% en peso de acrilato de n-butilo y
- A_{12} un 2% en peso de acrilato de dihidrodiciclopentadienilo y un 40% en peso de envoltura de injerto A_{2} a partir de
- A_{21} un 75% en peso de estireno y
- A_{22} un 25% en peso de acrilonitrilo.
2: Base de injerto como en 1 con un 5% en peso de
una primera envoltura de injerto a partir de estireno y un 35% en
peso de una segunda etapa de injerto constituida por
- A_{21} un 75% en peso de estireno y
- A_{22} un 25% en peso de acrilonitrilo.
3: Base de injerto como en 1 con un 13% en peso
de una primera etapa de injerto constituida por estireno, y un 27%
en peso de una segunda etapa de injerto constituida por estireno y
acrilonitrilo en proporción ponderal 3:1.
Los productos contenidos como componente A_{3})
se pueden obtener, por ejemplo, según el procedimiento descrito en
la DE-AS 10 01 001 y la DE-AS 10 03
436. Tales copolímeros son también adquiribles en el comercio. El
valor de media ponderal del peso molecular determinado mediante
dispersión de la luz se sitúa preferentemente en el intervalo de
50.000 a 500.000, en especial de 100.00 a 250.000.
La proporción ponderal de (A_{1}+A_{2}):
A_{3} se sitúa en el intervalo de 1:2,5 a 2,5:1, preferentemente
de 1:2 a 2:1, y en especial de 1:1,5 a 1,5:1.
Los polímeros SAN apropiados como componente A)
se describen anteriormente (véase A_{31} y A_{32}).
El índice de viscosidad de los polímeros SAN,
medidos según DIN 53 727 como disolución al 0,5% en peso en
dimetilformamida a 23ºC, se sitúa generalmente en el intervalo de
40 a 100, preferentemente de 50 a 80 ml/g.
Los polímeros ABS como polímero (A) en las
mezclas de polímeros según la invención presentan una estructura
comparable a la descrita anteriormente para polímeros ASA. En lugar
del caucho de acrilato de acrilato A_{1}) de la base de injerto
en el caso del polímero ASA, se emplean habitualmente dienos
conjugados, de modo que para la base de injerto A_{4}) resulta
preferentemente la siguiente composición:
- A_{41} un 70 a un 100% en peso de un dieno conjugado, y
- A_{42} un 0 a un 30% en peso de uno o varios monómeros difuncionales con dos dobles enlaces olefínicos no conjugados.
La base de injerto A_{2}y la matriz dura del
copolímero SAN A_{3}) permanecen inalteradas en la composición.
Tales productos son adquiribles en el comercio. Los procedimientos
de obtención son conocidos por el especialista, de modo que no son
necesarios datos adicionales a tal efecto.
La proporción ponderal de (A_{4} + A_{2}):
A_{3} se sitúa en el intervalo de 3:1 a 1:3, preferentemente de
2:1 a 1:2.
Las composiciones de las masas de moldeo según la
invención especialmente preferentes contienen como componente A)
una mezcla de :
- A_{1}) un 10 a un 90% en peso de un tereftalato de polibutileno,
- A_{2}) un 0 a un 40% en peso de un tereftalato de polibutileno,
- A_{3}) un 1 a un 40% en peso de un polímero ASA o ABS, o sus mezclas.
Tales productos son adquiribles en el comercio
bajo la marca registrada Ultradur® S (antes Ultrablend® S) de BASF
Aktiengesellschaft.
Otras composiciones preferentes del componente A)
contienen
- A_{1}) un 10 a un 90% en peso de un policarbonato,
- A_{2}) un 0 a un 40% en peso de un poliéster, preferentemente tereftalato de polibutileno,
- A_{3}) un 1 a un 40% en peso de un polímero ASA o ABS, o sus mezclas.
Tales productos son adquiribles bajo la marca
registrada Terblend® de BASF AG.
Las poliamidas de las masas de moldeo según la
invención presentan en general un índice de viscosidad de 90 a 350,
preferentemente 110 a 240 ml/g, determinado en una disolución al
0,5% en peso en ácido sulfúrico al 96% en peso a 25ºC, según ISO
307.
Son preferentes resinas semicristalinas o amorfas
con un peso molecular (valor de media ponderal) de al menos 5000,
como se describen en las solicitudes de patente americanas 2 071
250, 2 071 251, 2 130 523, 2 130 948, 2 241 322, 2 312 966, 2 512
606 y 3 393 210.
Son ejemplos a tal efecto poliamidas que se
derivan de lactamas con 7 a 13 eslabones de anillo, como
policaprolactama, policaprillactama y polilaurinlactama, así como
poliamidas, que se obtienen mediante reacción de ácidos
dicarboxílicos con diaminas.
Son empleables como ácidos dicarboxílicos ácidos
alcanodicarboxílicos con 6 a 12, en especial 6 a 10 átomos de
carbono, y ácidos dicarboxílicos aromáticos. En este caso cítense
como ácidos solo ácido adípico, ácido acelaico, ácido sebácico,
diácido dodecanoico y ácido tereftálico y/o isoftálico.
Son especialmente apropiadas como diaminas
diaminas de alcano con 6 a 12, en especial 6 a 8 átomos de carbono,
así como m-xililendiamina,
di-(4-aminofenil)-metano,
di-(4-aminociclohexil)-metano,
2,2-di-(4-aminofenil)-propano,
o
2,2-di-(4-aminociclohexil)-propano.
Las poliamidas preferentes son amida de ácido
polihexametilenadípico, amida de ácido polihexametilensebácico, y
policaprolactama, así como copoliamidas 6/66, en especial con una
fracción de un 5 a un 95% en peso de unidades caprolactama.
Además, menciónense también poliamidas, que son
obtenibles, por ejemplo, mediante condensación de
1,4-diaminobutano con ácido adípico bajo temperatura
elevada (poliamida-4,6). Se describen
procedimientos de obtención para poliamidas de esta estructura, por
ejemplo, en la EP-A 38 094, la EP-A
38 582 y la EP-A 39 524.
Además son apropiadas poliamidas que son
obtenibles mediante copolimerización de dos o más de los monómeros
citados anteriormente, o mezclas de varias poliamidas, siendo
arbitraria la proporción de mezcla.
Además se han mostrado especialmente ventajosas
aquellas copoliamidas parcialmente aromáticas, como PA 6/6T y PA
66/6T, cuyo contenido en triamina asciende a menos de un 0,5,
preferentemente menos de un 0,3% en peso (véase la
EP-A 299 444).
La obtención de copoliamidas parcialmente
aromáticas preferentes con contenido en triamina reducido se puede
efectuar según los procedimientos descritos en las
EP-A 129 195 y 129 196.
Los polifenilenéteres apropiados presentan
generalmente un peso molecular (valor de media ponderal) en el
intervalo de 10.000 a 80.000, preferentemente de 20.000 a 60.000, y
en especial de 40.000 a 55.000.
La distribución de peso molecular se determina en
general por medio de cromatografía de permeación en gel (GPC). A
tal efecto se disuelven muestras de PPE en THF bajo presión a
110ºC. A temperatura ambiente se inyecta con THF como agente
eluyente 0,16 ml de una disolución al 0,25% en columnas separadoras
apropiadas. La detección se efectúa generalmente con un detector de
UV. Las columnas separadoras se calibran convenientemente con
muestras de PPE de distribución de peso molecular conocida.
Esto corresponde a una viscosidad específica
reducida \eta_{red} de 0,2 a 0,9 dl/g, preferentemente de 0,35 a
0,8, y en especial 0,45 a 0,6, medida en una disolución al 0,5% en
peso en cloroformo a 25ºC.
Los polifenilenéteres a_{1}) no modificados son
conocidos en sí, y se obtienen preferentemente mediante copulado
por oxidación de fenoles disubstituidos en posición o.
Como ejemplos de substituyentes se deben citar
átomos de halógeno, como cloro o bromo, y restos alquilo con 1 a 4
átomos de carbono, que no presentan preferentemente ningún átomo de
hidrógeno terciario en posición \alpha, por ejemplo restos
metilo, etilo, propilo o butilo. Los restos alquilo pueden estar
substituidos a su vez por átomos de halógeno, como cloro o bromo, o
por un grupo hidroxilo. Otros ejemplos de posibles substituyentes
son restos alcoxi, preferentemente con hasta 4 átomos de carbono, o
restos fenilo, en caso dado substituidos por átomos de halógeno y/o
grupos alquilo. Del mismo modo son apropiados copolímeros de
diferentes fenoles, como por ejemplo copolímeros de
2,6-dimetilfenol y
2,3,6-trimetilfenol. Naturalmente, se pueden emplear
también mezclas de diferentes polifenilenéteres.
Los polifenilenéteres empleados como componentes
a_{1}) pueden contener, en caso dado, puntos defectuosos
ocasionadas por el procedimiento, que se describen, a modo de
ejemplo, en White et al., Macromolecules 23,
1318-1329 (1990).
Preferentemente se emplean aquellos
polifenilenéteres que son compatibles con polímeros aromáticos
vinílicos, es decir, que son completa o sensiblemente solubles en
estos polímeros (véase A. Noshay, Block Copolymers, páginas 8 a 10,
Academic Press, 1977 y O. Olabisi, Polymer-Polymer
Miscibility, 1979, páginas 117 a 189).
Son ejemplos de polifenilenéteres
poli(2,6-dilauril-1,4-fenilen)
éter,
poli(2,6-difenil-1,4-fenilen)éter,
poli(2,6-dimetoxi-1,4-fenilen)éter,
poli(2,
6-dietoxi-1,4-fenilen)éter,
poli(2-metoxi-6-etoxi-1,4-fenilen)éter,
poli(2-etil-6-esteariloxi-1,4-fenilen)éter,
poli(2,6-dicloro-1,4-fenilen)éter,
poli(2-metil-6-fenil-1,4-fenilen)éter,
poli(2,6-dibencil-1,4-fenilen)éter,
poli(2-etoxi-1,4-fenilen)éter,
poli(2-cloro-1,4-fenilen)éter,
poli(2,5-dibromo-1,4-fenilen)éter.
Preferentemente se emplean polifenilenéteres, en los cuales los
substituyentes son restos alquilo con 1 a 4 átomos de carbono, como
poli(2,6-dimetil-1,4-fenilen)éter,
poli(2,6-dietil-1,4-fenilen)éter,
poli(2-metil-6-etil-1,4-fenilen)éter,
poli(2-metil-6-propil-1,4-fenilen)éter,
poli(2,6-dipropil-1,4-fenilen)éter
y
poli(2-etil-6-propil-1,4-fenilen)éter.
Además son apropiados copolímeros de injerto a
partir de polifenilenéter y polímeros aromáticos vinílicos, como
estireno, \alpha-metilestireno, viniltolueno y
cloroestireno.
Los polifenilenéteres funcionalizados o
modificados son conocidos en sí, por ejemplo por la
WO-A 86/02086, la WO-A 87/00540, la
EP-A-222 246, la
EP-A-223 116 y la
EP-A-254 048 y se emplean
preferentemente para mezclas con PA o poliéster.
Habitualmente se modifica un polifenilenéter no
modificado a_{1}) mediante incorporación de al menos un grupo
carbonilo, ácido carboxílico, anhídrido de ácido, amida de ácido,
imida de ácido, éster de ácido carboxílico, carboxilato, amino,
hidroxilo, epoxi, oxazolina, uretano, urea, lactama o bencilo
halogenado, de modo que se garantiza una suficiente compatibilidad,
por ejemplo, por la poliamida.
En general se lleva a cabo la modificación
mediante reacción de un polifenilenéter no modificado a_{1}) con
un agente de modificación, que contiene al menos uno de los grupos
citados anteriormente, y al menos un doble enlace
C-C o triple enlace C-C, en
disolución (WO-A 86/2086), en dispersión acuosa, en
un procedimiento en fase gaseosa
(EP-A-25 200) o en la fusión, en
caso dado en presencia de polímeros aromáticos vinílicos o
modificadores de tenacidad al impacto apropiados, pudiendo estar
presentes opcionalmente iniciadores de radicales.
Los agentes modificadores apropiados (a_{3})
son, a modo de ejemplo, ácido maleico, ácido metilmaleico, ácido
itacónico, ácido tetrahidroftálico, sus anhídridos e imidas, ácido
fumárico, los mono- y diésteres de estos ácidos, por ejemplo de
alcanoles con 1 y 2 a 8 átomos de carbono (a_{31}), las mono- o
diamidas de estos ácidos, como N-fenilmaleinimida
(monómeros a_{32}), maleinhidrazida. Además, a modo de ejemplo
cítense N-vinilpirrolidona y
(met)acriloilcaprolactama (a_{33}).
En las masas de moldeo según la invención se
emplea preferentemente como componente A) un polifenilenéter
modificado, que es obtenible mediante reacción de
a_{1}) un 79 a un 99,95, preferentemente un
76,5 a un 99,94% en peso de un polifenilenéter no modificado,
a_{2}) un 0 a un 25, preferentemente un 0 a un
20% en peso de un polímero aromático vinílico,
a_{3}) un 0,05 a un 5, preferentemente un 0,05
a un 2,5% en peso de al menos un compuesto del grupo formado
por
a_{31})un compuesto dicarbonílico
\alpha, \beta-insaturado,
a_{32}) un monómero que contiene grupos amida
con un doble enlace polimerizable, y
a_{33}) un monómero que contiene grupos lactama
con un doble enlace polimerizable,
a_{4}) un 0 a un 5, preferentemente un 0,01 a
un 0,09% en peso de un iniciador de radicales,
refiriéndose los porcentajes en peso a la suma de
a_{1}) a a_{4}), en el transcurso de 0,5 a 15 minutos a 240
hasta 375ºC en agregados mezcladores y amasadores apropiados, como
extrusoras de doble
husillo.
El polímero aromático vinílico a_{2}) debe ser
compatible preferentemente con el polifenilenéter empleado, como se
describe anteriormente en 2.
Se pueden extraer ejemplos de polímeros
aromáticos vinílicos preferentes, compatibles con
polifenilenéteres, de la ya mencionada monografía de Olabisi,
páginas 224 a 230 y 245.
Como iniciadores de radicales a_{4})
cítense:
peróxido de
di-(2,4-diclorobenzoilo), peróxido de
di-(3,5,5-trimetilhexanol), peróxido de dilauroilo,
peróxido de didecanoilo, peróxido de dipropionilo, peróxido de
dibenzoilo, peroxi-2-etilhexoato de
terc-butilo, peroxidietilacetato de
terc-butilo, peroxiisobutirato de
terc-butilo,
1,1-di-terc-butilperoxi-3,3,5-trimetilciclohexano,
peroxiisopropilcarbonato de terc-butilo,
peroxi-3,3,5-trimetilhexoato de
terc-butilo, peracetato de
terc-butilo, perbenzoato de
terc-butilo,
4,4-di-terc-butil-peroxivalerato
de butilo,
2,2-di-terc-butilperoxibutano,
peróxido de dicumilo, peróxido de terc-butilcumilo,
1,3-di-(terc-butilperoxiisopropil)benceno
y peróxido de di-terc-butilo.
Cítense igualmente hidropróxidos orgánicos, como monohidroperóxido
de di-isopropilbenceno, hidroperóxido de cumol,
hidroperóxido de terc-butilo, hidroperóxido de
p-mentilo e hidroperóxido de pinano, así como
alcanos altamente ramificados de la estructura
general
R^{5} ---
\melm{\delm{\para}{R ^{6} }}{C}{\uelm{\para}{R ^{4} }}---
\melm{\delm{\para}{R ^{3} }}{C}{\uelm{\para}{R ^{1} }}--- R^{2}
representando R^{1} a R^{6} grupos alquilo
con 1 a 8 átomos de carbono, grupos alcoxi con 1 a 8 átomos de
carbono, grupos arilo, como fenilo, naftilo, o heterociclos de 5 ó
6 eslabones con un sistema de electrones \pi, y nitrógeno,
oxígeno o azufre como heteroátomo. Los substituyentes R^{1} a
R^{6} pueden contener por su parte grupos funcionales como
substituyentes, como grupos carboxilo, derivados de carboxilo,
hidroxilo, amino, tiol o epóxidos. Son ejemplos
2,3-dimetil-2,3-difenilbutano,
3,4-dimetil-3,4-difenilhexano
y
2,2,3,3-tetrafenilbutano.
Los polifenilenéteres A) especialmente
preferentes en las masas de moldeo según la invención se obtienen
mediante modificación con ácido maleico, anhídrido de ácido maleico
y ácido fumárico. Tales polifenilenéteres presentan preferentemente
un índice de ácido de 1,8 a 3,2, en especial de 2,0 a 3,0.
El índice de ácido es una medida de del grado de
modificación del polifenilenéter, y se determina generalmente
mediante titración con bases bajo condiciones de gas inerte.
El índice de ácido corresponde generalmente a la
cantidad de base en mg, que se requiere para la neutralización de 1
g de un polifenilenéter A) modificado con ácido de tal manera
(según DIN 53 402).
Cítense como otros polímeros apropiados
poliolefinas, como polietileno, u homo- o copolímeros de
polipropileno.
Como componente B) las masas de moldeo según la
invención contienen un 1 a un 30, preferentemente un 2 a un 25, y
en especial un 5 a un 20% en peso de una combinación de agentes
ignífugos a partir de
b_{1}) un 20 a un 99, preferentemente un 50 a
un 85% en peso de un agente ignífugo halogenado,
b_{2}) un 1 a un 80% en peso, preferentemente
un 15 a un 50% en peso de un óxido de antimonio.
Los óxidos preferentes b_{2}) son trióxido de
antimonio y pentóxido de antimonio. Para la mejor dispersión se
puede incorporar el óxido b_{2}) en las denominadas cargas
(concentrados) en el polímero A), pudiéndose emplear en el
concentrado, a modo de ejemplo, polímeros que corresponden al
componente A), o que son diferentes al respectivo componente A). Son
preferentes concentrados de b_{2}) en poliolefinas,
preferentemente polietileno.
Los agentes ignífugos apropiados b_{1}) son
preferentemente compuestos bromados, como oligocarbonato bromados
(BC 52 o BC 58 de la firma Great Lakes), difeniléteres bromados,
acrilato de polipentabromobencilo (por ejemplo FR 1025 de la firma
Dead Sea Bromine (DSB), trimetilfenilindanos bromados (FR 1808 de
DSB), productos de reacción oligómeros a partir de tetrabromo
bisfenol-A con epóxidos (por ejemplo FR 2300 y FR
2400 de la firma DSB), tetrabromobisfenol-A y
hexabromociclododecano.
Los oligoestirenos bromados empleados
preferentemente como agentes ignífugos tienen un grado de
polimerización medio (media numérica) entre 3 y 90, preferentemente
entre 5 y 60, medido mediante osmometría de presión de vapor en
tolueno. Del mismo modo son apropiados oligómeros cíclicos. Según
una forma preferente de realización de la invención, los estirenos
oligómeros bromados a emplear presentan la siguiente fórmula I, en
la que R significa hidrógeno o un resto alifático, en especial un
resto alquilo, como por ejemplo CH_{2} o C_{2}H_{5}, y n
significa el número de componentes de cadena recurrentes. R' puede
ser tanto H, como también bromo, así como un fragmento de un
formador de radicales habitual:
El valor n puede ascender a 1-88,
preferentemente 3-58. Los oligoestirenos bromados
contienen un 40 a un 80% en peso, preferentemente un 55 a un 70% en
peso de bromo. Es preferente un producto que está constituido
predominantemente por polidibromoestireno. Las substancias son
fusibles sin descomposición, y solubles, por ejemplo, en
tetrahidrofurano. Estas se pueden obtener mediante bromado en el
núcleo de oligómeros de estireno -en caso dado hidrogenados por vía
alifática-, como se obtienen, por ejemplo, mediante polimerización
térmica de estireno (según la DT-OS 25 37 385) o
mediante oligomerización a través de radicales de estirenos bromados
apropiados. La obtención del agente ignífugo se puede efectuar
también mediante oligomerización aniónica de estireno, y
subsiguiente bromado. La cantidad de oligoestireno bromado
necesaria para el acabado ignífugo de las poliamidas depende del
contenido en bromo. El contenido en bromo en las masas de moldeo
según la invención asciende a un 2 hasta un 20% en peso,
preferentemente de un 5 a un 12% en peso.
Los poliestireno bromados según la invención se
obtienen habitualmente según el procedimiento descrito en la
EP-A 47 549:
Los poliestirenos bromados obtenibles según este
procedimiento, y adquiribles en el comercio, son predominantemente
productos tribromados substituidos en el núcleo. n' (véase III)
tiene generalmente valores de 125 a 1.500, lo que corresponde a un
peso molecular de 42.500 hasta 235.000, preferentemente de 130.000
a 135.000.
El contenido en bromo (referido al contenido en
bromo substituido en el núcleo) asciende en general al menos a un
55, preferentemente al menos un 60, y en especial un 65% en
peso.
Los productos pulverulentos adquiribles en el
comercio presentan en general una temperatura de transición vítrea
de 160 a 200ºC, y son adquiribles, a modo de ejemplo, bajo las
denominaciones HP 7010 de la firma Albemarle y Pyrocheck® PB 68 de
la firma Ferro Corporation.
También se pueden emplear mezclas de
oligoestirenos bromados con poliestirenos bromados en las masas de
moldeo según la invención, siendo arbitraria la proporción de
mezcla.
Además son apropiados agentes ignífugos clorados
b_{1}), siendo preferente Dechlorane® Plus de la firma
Oxychem.
Las masas de moldeo según la invención contienen
un estabilizador C) en cantidades de un 0,1 a un 5, preferentemente
un 0,5 a un 4, y en especial un 0,7 a un 3% en peso, así como, de
modo muy especialmente preferente, de un 0,7 a un 2% en peso,
preferentemente al menos un compuesto metálico que contiene oxígeno,
o azufre o nitrógeno. En especial son preferentes compuestos de
cinc o de metales alcalinos que contienen oxígeno o azufre, o sus
mezclas.
Como primer grupo de compuestos metálicos
preferentes cítense hidrotalcita, ZnO, óxido de plomo, óxido de
hierro, óxido de aluminio, TiO_{2}, CaO, son y MgO,
Mg(OH)_{2}, o sus mezclas, siendo preferente ZnO.
Los boratos metálicos apropiados son aquellos de metales
alcalinotérreos, como borato de Ba, Ca y Mg, siendo preferentes
borato de cinc o borato de cinc de la fórmula general
2 ZnO \cdot \ 3 B_{2}O_{3}
\cdot
H_{2}O,
en la que x significa 3,3 a
3,7.
Como sulfuros metálicos se pueden emplear, a modo
de ejemplo, ZnS o SnS, siendo preferente ZnS.
Los carbonatos alcalinotérreos son apropiados
igualmente como componente C), siendo preferentes BaCO_{3} y
MgCO_{3} y en especial CaCO_{3}. De los compuestos nitrogenados
son apropiados en especial nitruros, como por ejemplo TiN, nitruros
de boro, nitruro de magnesio y cinc. Como fosfatos apropiados
cítense en especial fosfato de cinc y calcio.
Naturalmente, también se pueden emplear mezclas,
siendo arbitraria la proporción de mezcla.
Como componente D), las masas de moldeo según la
invención pueden contener un 0 a un 70, en especial hasta un 50% en
peso de otros aditivos.
Como componente D), las masas de moldeo según la
invención pueden contener un 0 a un 5, en especial un 0,01 a un 5,
preferentemente un 0,5 a un 3, y en especial un 0,1 a un 2% en peso
de al menos un éster o una amida de ácidos carboxílicos alifáticos
saturados o insaturados con 10 a 40, preferentemente 16 a 22 átomos
de carbono, con alcoholes alifáticos saturados, o aminas con 2 a
40, preferentemente 2 a 6 átomos de carbono.
Los ácidos carboxílicos pueden ser mono- o
divalentes. Como ejemplos cítense ácido pelargónico, ácido
palmítico, ácido laúrico, ácido margárico, diácido dodecanoico,
ácido behénico, y de modo especialmente preferente ácido
esteárico, ácido caprínico, así como ácido montánico (mezcla de
ácido grasos con 30 a 40 átomos de carbono). Los alcoholes
alifáticos pueden ser mono- a tetravalentes. Son ejemplos de
alcoholes n-butanol, n-octanol,
alcohol esteárico, etilenglicol, propilenglicol, neopentilglicol,
pentaeritrita, siendo preferentes glicerina y pentaeritrita.
Las aminas alifáticas pueden ser mono- a
trivalentes. Son ejemplos a tal efecto estearilamina,
etilendiamina, propilendiamina, hexametilendiamina,
di-(6-aminohexil)amina, siendo preferentes
etilendiamina y hexametilendiamina. Los ésteres o amidas
preferentes son correspondientemente diestearato de glicerina,
triestearato de glicerina, diestearato de etilendiamina,
monopalmitato de glicerina, trilaurato de glicerina, monobehenato de
glicerina y tetraestearato de pentaeritrita.
También se pueden emplear mezclas de diferentes
ésteres o amidas, o ésteres con amidas en combinación, siendo
arbitraria la proporción de mezcla.
Otros aditivos D) son, a modo de ejemplo en
cantidades hasta un 40, preferentemente hasta un 30% en peso,
polímeros elásticos de caucho (denominados también modificadores de
tenacidad al impacto, elastómeros o cauchos).
En este caso se trata muy generalmente de
copolímeros, que están constituidos preferentemente por al menos
dos de los siguientes monómeros: etileno, propileno, butadieno,
isobuteno, isopreno, cloropreno, acetato de vinilo, estireno,
acrilonitrilo y acrilato, o bien metacrilato con 1 a 18 átomos de
carbono en el componente alcohol.
Se describen tales polímeros, por ejemplo, en
Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, tomo
14/1 (editorial Georg-Thieme, Stuttgart, 1961),
páginas 392 a 406, y en la monografía de C.B. Bucknall,
"Toughened Plastics" (Applied Science Publishers, Londres
1977).
A continuación se presentan algunos tipos
preferentes de tales elastómeros.
Los tipos preferentes de tales elastómeros son
los denominados cauchos de etileno-propileno (EPM),
o bien etileno-propileno-dieno
(EPDM).
Los cauchos de EPM ya no tienen, en general,
prácticamente ningún doble enlace, mientras que los cauchos de EPDM
pueden presentar 1 a 20 dobles enlaces/100 átomos de carbono.
Como monómeros diénicos para cauchos de EPDM
cítense, a modo de ejemplo, dienos conjugados, como isopreno y
butadieno, dienos no conjugados con 5 a 25 átomos de carbono, como
penta-1,4-dieno,
hexa-1,4-dieno,
hexa-1,5-dieno,
2,5-dimetilhexa-1,5-dieno
y octa-1,4-dieno, dienos cíclicos,
como ciclopentadieno, ciclohexadienos, ciclooctadienos y
diciclopentadieno, así como alquenil-norbornenos,
como
5-etiliden-2-norborneno,
5-butiliden-2-norborneno,
2-metalil-5-norborneno,
2-isopropenil-5-norborneno
y triciclodienos, como
3-metil-triciclo(5,2,1,0^{2,6})-3,8-decadieno
o sus mezclas. Son preferentes
hexa-1,5-dieno,
5-etilidennorborneno y diciclopentadieno. El
contenido en dieno de los cauchos de EPDM asciende preferentemente
a un 0,5 hasta un 50, en especial un 1 a un 8% en peso, referido al
peso total de caucho.
Los cauchos de EPM o bien EPDM pueden estar
injertados preferentemente también con ácidos carboxílicos
reactivos o sus derivados. En este caso, cítense, por ejemplo,
ácido acrílico, ácido metacrílico, y sus derivados, por ejemplo
(met)acrilato de glicidilo, así como anhídrido de ácido
maleico.
Otro grupo de cauchos preferentes son copolímeros
de etileno con ácido acrílico y/o ácido metacrílico y/o los ésteres
de estos ácidos. Los cauchos pueden contener adicionalmente aún
ácidos dicarboxílicos, como ácido maleico y ácido fumárico o
derivados de estos ácidos, por ejemplo ésteres y anhídridos, y/o
monómeros que contienen grupos epoxi. Estos derivados de ácido
dicarboxílico, o bien monómeros que contienen grupos epoxi, se
incorporan preferentemente mediante adición de monómeros que
contienen grupos ácido dicarboxílico, o bien epoxi, de las fórmulas
generales I o II o III o IV, a la mezcla de monómeros en el
caucho
Representando R^{1} a R^{9} hidrógeno o
grupos alquilo con 1 a 6 átomos de carbono, y siendo m un número
entero de 0 a 20, g un número entero de 0 a 10, y p un número
entero de 0 a 5.
Los restos R^{1} a R^{9} significan
preferentemente hidrógeno, representando m 0 ó 1, y g 1. Los
correspondientes compuestos son ácido maleico, ácido fumárico,
anhídrido de ácido maleico, alilglicidiléter y
vinilglicidiléter.
Los compuestos preferentes de las fórmulas I, II
y IV son ácido maleico, anhídrido de ácido maleico y ésteres de
ácido acrílico y/o ácido metacrílico, que contienen grupos epoxi,
como acrilato de glicidilo, metacrilato de glicidilo, y los ésteres
con alcoholes terciarios, como acrilato de t-butilo.
Estos últimos no presentan ciertamente grupos carboxilo libres,
pero se asemejan a los ácidos libres en su comportamiento, y se
denominan, por consiguiente, monómeros con grupos carboxilo
latentes.
Los copolímeros están constituidos ventajosamente
por un 50 a un 98% en peso de etileno, monómeros que contienen un
0,1 a un 20% en peso de monómeros que contienen grupos epoxi y/o
monómeros que contienen ácido metacrílico y/o grupos anhídrido de
ácido, así como la cantidad restante de (met)acrilatos.
Son especialmente preferentes copolímeros
constituidos por
un 50 a un 98, | en especial un 55 a un 95% en peso de etileno, |
un 0,1 a un 40, | en especial un 0,3 a un 20% en peso de acrilato de glicidilo y/o de metacrilato de glicidilo, |
ácido (met) acrílico y/o anhídrido de ácido maleico, y | |
un 1 a un 45, | en especial un 10 a un 40% en peso de acrilato de n-butilo y/o acrilato de 2-etilhexilo. |
Otros ésteres preferentes de ácido acrílico y/o
metacrílico son el éster metílico, etílico, propílico e i-, o bien
t-butílico.
Además, también se pueden emplear ésteres
vinílicos y éteres vinílicos como comonómeros.
Los copolímeros de etileno descritos
anteriormente se pueden obtener según procedimientos conocidos en
sí, preferentemente mediante copolimerización estadística bajo
presión elevada y temperatura elevada. Los procedimientos
correspondientes son conocidos generalmente.
Los elastómeros preferentes son también polímeros
en emulsión, cuya obtención se describe, por ejemplo, en Blackey en
la monografía "Emulsion Polymerization". Los emulsionantes y
catalizadores empleables son conocidos en sí.
En principio se pueden emplear elastómeros de
estructura homogénea, o bien también aquellos con una estructura en
capas. La estructura tipo capas se determina mediante el orden de
adición de los monómeros aislados; también se influye sobre la
morfología de polímeros mediante este orden de adición.
En este caso, cítense sólo de manera
representativa como monómeros para la obtención de la parte de
caucho de elastómeros acrilatos, como por ejemplo acrilato de
n-butilo y acrilato de 2-etilhexilo,
los correspondientes metacrilatos, butadieno e isopreno, así como
sus mezclas. Se pueden copolimerizar estos monómeros con otros
monómeros, como por ejemplo estireno, acrilonitrilo, viniléteres, y
otros acrilatos o metacrilatos, como metacrilato de metilo,
acrilato de metilo, acrilato de etilo y acrilato de propilo.
La fase blanda o de caucho (con una temperatura
de transición vítrea por debajo de 0ºC), de los elastómeros puede
representar el núcleo, la envoltura externa o una capa central (en
el caso de elastómeros con estructura de más de dos capas); en el
caso de elastómero de varias capas, también varias capas pueden
estar constituidas por una fase de caucho.
Si además de la fase de caucho participa aún en
la estructura del elastómero uno o varios componentes duros (con
temperaturas de transición vítrea de más de 20ºC), estos se
obtienen en general mediante polimerización de estireno,
acrilonitrilo, metacrilonitrilo,
\alpha-metilestireno,
p-etilestireno, acrilatos y metacrilatos, como
acrilato de metilo, acrilato de etilo y metacrilato de metilo como
monómeros principales. Además, también se pueden emplear fracciones
más reducidas de comonómeros adicionales.
En algunos casos se ha mostrado ventajoso emplear
polímeros en emulsión, que presentan grupos reactivos en la
superficie. Tales grupos son, por ejemplo, grupos epoxi, carboxilo,
grupos carboxilo, amino o amida latentes, así como grupos
funcionales, que se pueden introducir mediante empleo concomitante
de monómeros de la fórmula general
CH_{2} =
\uelm{C}{\uelm{\para}{R ^{10} }}--- X ---
\uelm{N}{\uelm{\para}{R ^{11} }}---
\delm{C}{\delm{\dpara}{O}}--- R^{12}
pudiendo tener los substituyentes el siguiente
significado:
R^{10} hidrógeno o un grupo alquilo con 1 a 4
átomos de carbono,
R^{11} hidrógeno, un grupo alquilo con 1 a 8
átomos de carbono o un grupo arilo, en especial fenilo,
R^{12} hidrógeno, un grupo alquilo con 1 a 10
átomos de carbono, un grupo arilo con 6 a 12 átomos de carbono o
-OR^{13},
R^{13} un grupo alquilo con 1 a 8 átomos de
carbono o arilo con 6 a 12 átomos de carbono, que pueden estar
substituidos, en caso dado, con grupos que contienen O o N,
X un enlace químico, un grupo alquileno con 1 a
10 átomos de carbono o arileno con 6 a 12 átomos de carbono, o
---
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}--- Y
Y O - Z o NH - Z y
Z un grupo alquileno con 1 a 10 átomos de carbono
o arileno con 6 a 12 átomos de carbono.
También los monómeros de injerto descritos en la
EP-A 208 187 son apropiados para la introducción de
grupos reactivos en la superficie.
Como ejemplos adicionales cítense aún acrilamida,
metacrilamida, y ésteres substituidos de ácido acrílico o ácido
metacrílico, como metacrilato de
(N-t-butilamino)-etilo,
acrilato de (N,N-dimetilamino) etilo, acrilato de
(N,N-dimetilamino)-metilo y acrilato
de (N,N-dietilamino) etilo.
Además, las partículas de la fase de caucho
pueden estar también reticuladas. Los monómeros de acción
reticulante son, a modo de ejemplo,
buta-1,3-dieno, divinilbenceno,
ftalato de dialilo y acrilato de dihidrodiciclopentadienilo, así
como los compuestos descritos en la EP-A 50 265.
Además, también se pueden emplear los denominados
monómeros reticulantes por injerto (graftlinking monomers), es
decir, monómeros con dos o más dobles enlaces polimerizables, que
reaccionan con diferentes velocidades en la polimerización.
Preferentemente se emplean aquellos compuestos, en los cuales al
menos un grupo reactivo se polimeriza aproximadamente con la misma
velocidad que los demás monómeros, mientras que el otro grupo
reactivo (o grupos reactivos) se polimeriza (polimerizan) de modo
claramente más lento. Las diferentes velocidades de polimerización
traen consigo una determinada fracción de dobles enlaces
insaturados en el caucho. Si a continuación se injertan sobre tal
caucho una fase adicional, los dobles enlaces presentes en el
caucho reaccionan al menos parcialmente con los monómeros de
injerto bajo formación de enlaces químicos, es decir, la fase
injertada está unida, al menos parcialmente, con la base de injerto
a través de enlaces químicos.
Son ejemplos de tales monómeros reticulantes por
injerto monómeros que contienen grupos alilo, en especial ésteres
alílicos de ácidos carboxílicos con insaturación etilénica, como
acrilato de alilo, metacrilato de alilo, maleato de dialilo,
fumarato de dialilo, itaconato de dialilo, o los correspondientes
compuestos monoalílicos de estos ácidos dicarboxílicos. Además
existe una pluralidad de otros monómeros reticulantes por injerto
apropiados; en este caso, para particularidades más detalladas
remítase, a modo ejemplo, a la US-PS 4 148 846.
La fracción de estos monómeros reticulantes en
polímero modificador de la tenacidad al impacto asciende en general
hasta un 5% en peso, preferentemente no más de un 3% en peso,
referido al polímero modificador de tenacidad al impacto.
En lugar de polímeros de injerto con una
estructura de varias capas, también se pueden emplear elastómeros
homogéneos, es decir, de una capa, constituidos por
buta-1,3-dieno, isopreno y acrilato
de n-butilo, o sus copolímeros. También se pueden
obtener estos productos mediante empleo concomitante de monómeros
reticulantes, o monómeros con grupos reactivos.
Son ejemplos de polímeros en emulsión preferentes
copolímeros de acrilato de n-butilo/ácido
(met)acrílico, copolímeros de acrilato
n-butilo/acrilato de glicidilo o acrilato de
n-butilo/metacrilato de glicidilo, polímeros de
injerto con un núcleo interno constituido por acrilato de
n-butilo, o a base de butadieno, y una envoltura
externa constituida por los copolímeros citados anteriormente, y
copolímeros de etileno con comonómeros que proporcionan grupos
reactivos.
También se pueden obtener los elastómeros
descritos según otros procedimientos habituales, por ejemplo
mediante polimerización en suspensión.
Son igualmente preferentes cauchos de silicona,
como se describen en la DE-A 37 25 576, la
EP-A 235 69, la DE-A 38 00 603 y la
EP-A 319 290.
Naturalmente, también se pueden emplear mezclas
de los tipos de caucho indicados anteriormente.
Como cargas en forma de fibras o partículas
cítense fibras de carbono, fibras de vidrio, bolas de vidrio, ácido
silícico amorfo, asbesto, silicato de calcio, metasilicato de
calcio, carbonato de magnesio, caolín, creta, cuarzo pulverizado,
mica, sulfato de bario y feldespato, que se emplean en cantidades
aun 50% en peso, en especial un 1 a un 40%, en especial un 20 a un
35% en peso.
Como cargas en forma de fibras preferentes
cítense fibras de carbono, fibras de aramida y fibras de titanato
potásico, siendo especialmente preferentes fibras de vidrio como
vidrio exento de alcali. Se pueden emplear estas como rovings o
vidrio cortado en las formas comerciales.
Las cargas en forma de fibras pueden estar
pretratadas superficialmente con un compuesto de silano para la
mejor compatibilidad con el termoplástico.
Los compuestos de silano apropiados son aquellos
de la fórmula general
(X-(CH_{2})_{n})_{k}-Si-(O-C_{m}H_{2m+1})_{4-k}
en la que los substituyentes tienen el siguiente
significado:
n un número entero de 2 a 10, preferentemente 3 a
4,
m un número entero de 1 a 5, preferentemente 1 a
2,
k un número entero de 1 a 3, preferentemente
1.
Los compuestos de silano preferentes son
aminopropiltrimetoxisilano, aminobutiltrimetoxisilano,
aminopropiltrietoxisilano, aminobutiltrietoxisilano, así como los
correspondientes silanos, que contienen como substituyente X un
grupo clicidilo.
Los compuestos de silano se emplean en general en
cantidades de un 0,05 a un 5, preferentemente un 0,5 a un 1,5, y en
especial un 0,8 a un 1% en peso (referido a D) para el
revestimiento superficial.
También son apropiadas cargas minerales en forma
de agujas.
En el sentido de la invención se entiende por
cargas minerales en forma de agujas una carga mineral con carácter
acicular muy pronunciado. Como ejemplo cítese volastonita acicular.
El mineral presenta preferentemente una proporción L/D
(longitud/diámetro) de 8 : 1 a 35 : 11, preferentemente de 8 : 1 a
11 : 1. La carga mineral puede estar pretratada, en caso dado, con
los compuestos de silano citados anteriormente; no obstante, el
tratamiento previo no es absolutamente necesario.
Como cargas adicionales cítense caolín, caolín
calcinado, volastonita, talco y creta.
Como componente D), las masas de moldeo
termoplásticas según la invención pueden contener agentes
auxiliares de elaboración habituales, como estabilizadores,
inhibidores de oxidación, agentes contra la descomposición térmica
y la descomposición debida a luz ultravioleta, agentes deslizantes y
desmoldeantes, agentes de teñido, como colorantes y pigmentos,
agentes de germinación, plastificantes, etc, que son diferentes a
los componentes B) y C).
Como estabilizadores UV, que se emplean en
general en cantidades hasta un 2% en peso, referido a la masa de
moldeo, cítense diferentes resorcinas substituidas, salicilatos,
benzotriazoles y benzofenonas.
Se pueden añadir pigmentos inorgánicos, como azul
ultramarino, óxido de hierro y hollín, además de pigmentos
orgánicos, como ftalocianinas, quinacridonas, perilenos, así como
colorantes, como nigrosina y antraquinonas, como colorantes.
Como agentes de germinación se pueden emplear
fenilfosfinato sódico, óxido de aluminio, dióxido de silicio, así
como preferentemente talco.
Otros agentes deslizantes y desmoldeantes, que se
emplean habitualmente en cantidades hasta un 1% en peso, son
preferentemente ácidos grasos de cadena larga (por ejemplo ácido
esteárico o ácido behénico), sus sales (por ejemplo estearato de Ca
o Zn) o ceras montana (mezclas de ácidos carboxílicos de cadena
lineal, saturados, con longitudes de cadena de 28 a 32 átomos de
carbono), así como ceras de polietileno, o bien polipropileno de
bajo peso molecular.
Como ejemplos de plastificantes cítense ftalato
de dioctilo, ftalato de dibencilo, ftalato de butilbencilo, aceites
de hidrocarburos,
N-(n-butil)bencenosulfonamida.
Las masas de moldeo según la invención pueden
contener aún un 0 a un 2% en peso de polímeros de etileno
fluorados. En este caso se trata de polímeros de etileno con un
contenido en flúor de un 55 a un 76% en peso, preferentemente un 70
a un 76% en peso.
Son ejemplos a tal efecto politetrafluoretileno
(PTFE), copolímeros de
tetrafluoretileno-hexafluorpropileno o copolímeros
de tetrafluoretileno con fracciones más reducidas (por regla
general hasta un 50% en peso) de monómeros copolimerizables con
insaturación etilénica. Se describen estos, por ejemplo, por
Schildknecht en "Vinyl and Related Polymers", editorial
Wiley,1952, páginas 484 a 494 y por Wall en "Fluorpolymers"
(Wiley Interscience, 1972).
Estos polímeros de etileno fluorados se presentan
distribuidos de manera homogénea en la masas de moldeo, y poseen
preferentemente un tamaño de partícula d_{50} (valor de media
numérica) en el intervalo de 0,05 a 10 \mum, en especial de 0,1 a
5 \mum. Estos tamaños de partícula reducidos se pueden conseguir
de modo especialmente preferente mediante empleo de dispersiones
acuosas de polímeros de etileno fluorados, y su incorporación en una
fusión de poliéster.
Las masas de moldeo termoplásticas según la
invención se pueden obtener según procedimientos conocidos en sí,
mezclándose los componentes de partida en dispositivos mezcladores
habituales, como extrusoras de husillos, molinos de Brabender o
molinos de Banbury, y extrusionándose a continuación. Tras la
extrusión se puede enfriar y desmenuzar el producto de extrusión.
También se pueden mezclar previamente componentes aislados, y
añadir después las substancias de partida restantes por separado
y/o mezcladas del mismo modo. Las temperaturas de mezclado se
sitúan, por regla general, en 230 a 290ºC.
Según un modo de trabajo preferente, se pueden
mezclar, confeccionar y granular los componentes B) a D), así como,
en caso dado, aditivos habituales E), con un prepolímero de
poliéster. A continuación se condensa el granulado obtenido en fase
sólida bajo gas inerte, continua o discontinuamente, a una
temperatura por debajo del punto de fusión del componente A), hasta
la viscosidad deseada.
Las masas de moldeo termoplásticas según la
invención se distinguen por buena estabilidad de empleo duradero a
temperaturas elevadas, y buenas propiedades ignífugas. La
elaboración se efectúa sensiblemente sin modificación de la matriz
de polímero (decoloración). Además, las masas de moldeo se
distinguen por una buena estabilidad del peso molecular en la
elaboración. Estas son apropiadas para la obtención de fibras,
láminas y cuerpos moldeados, en especial para aplicaciones en el
sector eléctrico y electrónico. Estas aplicaciones son, en
especial, partes de lámparas, como portalámparas y soportes para
lámparas, clavijas de enchufe y listones de clavija de enchufe,
núcleos de bobina, carcasas para condensadores o contactores, así
como interruptores de seguridad, carcasas de relé y
reflectores.
Componente A1: tereftalato de polibutileno con un
índice de viscosidad de 125 ml/g y un contenido en grupos carboxilo
terminales de 25 mval/kg (VZ, medido en disolución al 0,5% en peso
de fenil/o-diclorobenceno), mezcla 1 : 1 a 25ºC
según ISO 1628.
Componente b_{1}: oligocarbonato bromado (BC 52
de la firma Great Lakes).
Componente b_{2}: trióxido de antimonio (como
concentrado al 90% en polietileno).
Componente C/1: óxido de cinc.
Componente C/2: carbonato de calcio.
Componente D/1: Fibras de vidrio con un grosor
medio de 10 m (encolante epoxisilanizado).
Componente D/2: politetrafluoretileno
(Teflón).
En los ejemplos 1 y V1 se mezclaron en primer
lugar los componentes A), b_{1}) y b_{2}), y exclusivamente D/1
y D/2 en una extrusora a 250ºC, se homogeneizaron, se granularon y
se secaron. A continuación se mezcló el granulado con los
componentes C/1 y C/2 en una amasadora a 250ºC y 60 rpm.
En los ejemplos 2, 3 y V2 se confeccionó el
componente A con D1 en una extrusora a 250ºC, y a continuación se
elaboró el granulado con los componentes b y c en una amasadora a
250ºC y 60 rpm.
En los ejemplos 1, 2 y V1 se extrajo
respectivamente una muestra después de 10, 20 y 30 minutos, y se
almacenó a 160ºC (bajo aire). Se midió el índice de viscosidad
según ISO 1628 tanto de las muestras extraídas y almacenadas en los
respectivos intervalos de tiempo, como también de las muestras no
almacenadas. En los ejemplos 2, 3 y V2 se extrajeron muestras
después de 5, 10 y 20 minutos.
Las composiciones de las masas de moldeo y los
resultados de las medidas se pueden extraer de la tabla.
(Tabla pasa a página
siguiente)
Claims (7)
1. Masas de moldeo termoplásticas que
contienen
A) un 10 a un 98,9% en peso de un polímero
termoplástico,
B) un 1 a un 30% en peso de una combinación de
agentes ignífugos a partir de, referido a un 100% en peso de
B),
- b_{1}) un 20 a un 99% en peso de un agente ignífugo halogenado,
- b_{2}) un 1 a un 80% en peso de un óxido de antimonio,
C) un 0,1 a un 5% en peso de un estabilizador
constituido por un compuesto de cinc que contiene oxígeno, o
nitrógeno o azufre, o sus mezclas,
D) un 0 a un 70% en peso de otros aditivos.
proporcionando la suma de porcentajes en peso de
componentes A) a D) un 100%.
2. Masas de moldeo termoplásticas según la
reivindicación 1, en las que el polímero termoplástico es
seleccionado a partir del grupo de poliamidas, poliésteres,
polímeros aromáticos vinílicos, polímeros ASA, ABS, SAN, o sus
mezclas.
3. Masas de moldeo termoplásticas según las
reivindicaciones 1 ó 2, en las que el componente A) está
constituido por tereftatalato de polibutileno, que puede contener
un 0 a un 50% en peso, referido a un 100% en peso de A), de
poliésteres diferentes a tereftalato de polibutileno.
4. Masas de moldeo termoplásticas según las
reivindicaciones 1 a 3, en las que b_{2}) está constituido por
trióxido de antimonio o pentóxido de antimonio, o sus mezclas.
5. Masas de moldeo termoplásticas según la
reivindicaciones 1 a 4, que contienen ZnO, ZnS, borato de cinc,
Zn_{3}N_{2}, Zn_{3} (PO_{4})_{2}, o sus mezclas
como componente C).
6. Empleo de masas de moldeo termoplásticas según
la reivindicaciones 1 a 5 para la obtención de fibras, láminas y
cuerpos moldeados.
7. Cuerpos moldeados obtenibles a partir de las
masas de moldeo termoplásticas según las reivindicaciones 1 a
5.
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